JP5549801B2 - ポリヒドロキシイミドの製造方法並びに該製造方法より得られたポリヒドロキシイミドを含有するポジ型感光性樹脂組成物 - Google Patents

ポリヒドロキシイミドの製造方法並びに該製造方法より得られたポリヒドロキシイミドを含有するポジ型感光性樹脂組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP5549801B2
JP5549801B2 JP2009546248A JP2009546248A JP5549801B2 JP 5549801 B2 JP5549801 B2 JP 5549801B2 JP 2009546248 A JP2009546248 A JP 2009546248A JP 2009546248 A JP2009546248 A JP 2009546248A JP 5549801 B2 JP5549801 B2 JP 5549801B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
carbon atoms
polyhydroxyimide
formula
substituted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009546248A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2009078365A1 (ja
Inventor
和也 江原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Chemical Corp filed Critical Nissan Chemical Corp
Priority to JP2009546248A priority Critical patent/JP5549801B2/ja
Publication of JPWO2009078365A1 publication Critical patent/JPWO2009078365A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5549801B2 publication Critical patent/JP5549801B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1039Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors comprising halogen-containing substituents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1057Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain
    • C08G73/1064Polyimides containing other atoms than carbon, hydrogen, nitrogen or oxygen in the main chain containing sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/1067Wholly aromatic polyimides, i.e. having both tetracarboxylic and diamino moieties aromatically bound
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/022Quinonediazides
    • G03F7/023Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
    • G03F7/0233Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders characterised by the polymeric binders or the macromolecular additives other than the macromolecular quinonediazides
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/84Passivation; Containers; Encapsulations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Description

本発明は、ポリヒドロキシイミドの製造法に関し、特に従来のポリミドの製造法である熱イミド法化又は化学イミド化法における問題点の改善を図ったポリヒドロキシイミドの製造法に関する。
また本発明は上記製造法により得られたポリヒドロキシイミドを含有するポジ型感光性樹脂組成物及びその硬化膜、並びに該硬化膜を用いた各種材料に関する。
一般にポリイミドの製造方法としては、モノマーとしてテトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させてイミド前駆体であるポリアミック酸を合成し、ポリアミック酸を(a)加熱により脱水して環化する熱イミド化法、又は(b)脱水縮合剤とイミド化触媒を用いて環化する化学イミド化法を用いることにより、イミド化する方法が採用されている。
上記(a)熱イミド化法は、イミド化反応の助剤として酸触媒や共沸溶媒を用いて加熱脱水反応を行い、イミド化する方法である。このとき、一般にポリアミック酸を180℃乃至250℃の温度に加熱して反応を実施する。
また(b)化学イミド化法は、ポリアミック酸の溶液に脱水縮合剤と閉環触媒を直接添加して加熱、乾燥する方法が知られている。脱水縮合剤としては無水酢酸、無水プロピオン酸、無水安息香酸等のカルボン酸無水物やDDC(ジシクロヘキシルカルボジイミド)が知られている。閉環触媒としてはトリエチルアミン等の脂肪族第三級アミン、イソキノリン、ピリジン、β−ピコリン、アミノピリジン、イミダゾール等の複素環第三級アミンなどが知られ、特に無水酢酸−ピリジン系が広く用いられている(例えば特許文献1)。
一方、ポリイミド系樹脂は、耐熱性、電気絶縁性、耐溶剤性、機械的安定性に優れており、様々な分野で使用されている。
特に、電気、電子材料分野において、ポリイミドにヒドロキシ基を導入して感光性特性を付与した感光性ポリヒドロキシイミド系樹脂より作製された硬化膜は、上述のポリイミド系の特性を備えるだけでなく、高解像度や高感度を有していることが見出され、その用途が拡大し、半導体分野のみならずディスプレイ分野にまで普及し始めている。
例えば、高解像度、高感度で寸法制御性が良好なポジ型パターンを得られる材料としてポリヒドロキシイミドを用いたポジ型感光性樹脂組成物が提案されている(特許文献2)。
ポリヒドロキシイミドは、上述した(a)熱イミド化法または(b)化学イミド化法によって前駆体のポリヒドロキシアミック酸から得られるが、実際には、(b)化学イミド化法では、ポリアミック酸の側鎖のヒドロキシ基までもが反応系内に存在する多量の無水酢酸と反応してアセトキシ基に変化してしまうという問題がある。これは、ポリヒドロキシイミドを感光性樹脂組成物等へ適用しようとする際、必要な現像基(ヒドロキシ基)が失活してしまうことを意味する。
このため、例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)中でイミド前駆体を合成した後、水と共沸する芳香族炭化水素系溶媒(m−キシレンなど)を脱水剤として加え、180℃に加熱し、脱水反応させてイミド化する方法が提案されている(特許文献2)。
あるいは、例えば酸触媒(γ−バレロラクトン)と塩基(ピリジン)の存在下、非プロトン性極性溶媒(例えばNMP)と、脱水溶媒(例えばトルエン)との混合溶媒中にて、酸二無水物とジアミンを高温(180℃)加熱し、水分を共沸させて除去しながら反応を進行させることにより、直接ポリヒドロキシイミドを製造する方法なども提案されている(特許文献3)。
特開平2−151629号公報 特開2005−173027号公報 特開2002−212287号公報
上述したように、感光性樹脂組成物として有用であるポリヒドロキシイミドは、ポリアミック酸から製造する際、化学イミド化では脱水縮合剤や閉環触媒によって塩が生じることとなり、また、一連の工程処理時間も長く製造に長時間を要するという問題があった。
一方、熱イミド化法においても、製造時に180℃という高温を必要とすること、共沸脱水操作が必要となること、また直接ポリヒドロキシイミドを製造する方法においても、通常のポリイミドの製造と比べて塩基や共沸脱水溶媒の添加を要することなど、工業的製造方法という観点からみると不利な点が多かった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、従来の化学イミド化法または熱イミド化法における問題点の解決を図った、工業的製造方法の観点からも優位なポリヒドロキシイミドの簡易な製造方法を提供する。
さらに本発明は、上記製造方法によって得られたポリヒドロキシイミドを用いたポジ型感光性樹脂組成物を提供する。
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、テトラカルボン酸及びその誘導体から選ばれる成分と、一つ以上の水酸基を有するジアミン成分とを反応させて得られるポリヒドロキシアミック酸に、酸成分として酢酸等の弱酸を添加することにより、塩基の使用や共沸脱水操作を必要とすることなくポリヒドロキシイミドの製造が可能となることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は第1観点として、式(1)
Figure 0005549801
(式中、Xは、4価の脂肪族基又は芳香族基を示し、
Yは、少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基を示し、
nは、1以上の整数を示す。)
で表されるポリヒドロキシイミド前駆体に、少なくとも一種類のpKaが0乃至5であるカルボン酸である酸成分を添加し、50乃至100℃の温度に加熱することにより
式(2)
Figure 0005549801
(式中、X、Y及びnは、前記と同じ意味を表す。)
で表され、重量平均分子量が3,000乃至100,000であるポリイミドを得ることを特徴とする、ポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第2観点として、前記Yが、少なくとも1つのOH基で置換されたベンゼン環を含む有機基である、第1観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第3観点として、前記Yが、少なくとも1つのOH基で置換されたベンゼン環を2つ以上含む有機基である、第2観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第4観点として、前記Yが、式(3)乃至式(5)で表される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を含む、第3観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
Figure 0005549801
(式中、R1乃至R27は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基、スルホ基、Wで置換されていてもよいフェニル基、Wで置換されていてもよいナフチル基、Wで置換されていてもよいチエニル基又はWで置換されていてもよいフリル基を表し、
Wは、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表し、
1乃至Z6は、単結合、W1で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10のアルキレン基、−C(O)O−、−C(O)NH−、−O−、−S−、−S(O)2−又は−C(O)−を表し、
1は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基又は炭素原子数1乃至10のアルコキシ基を表し、
p乃至xは、1以上の整数を表し、かつ、2≧p+q≧1、2≧r+s+t≧1、2≧u+v+w+x≧1を表す。)
第5観点として、前記Z1乃至Z6が、単結合、−CH2−、−C(CH32−、−C(CF32−、−C(O)NH−、−O−、−S(O)2−又は−C(O)−を表す、第4観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第6観点として、前記カルボン酸が式(6)で表わされるカルボン酸である、第1観点乃至第5観点のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
Figure 0005549801
(式中、R28乃至R30は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基、炭素原子数1乃至5のハロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、W2で置換されていてもよいフェニル基、W2で置換されていてもよいナフチル基、W2で置換されていてもよいチエニル基又はW2で置換されていてもよいフリル基を表し、
2は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表す。)
第7観点として、前記式(6)で表わされるカルボン酸が、炭素原子数1乃至6の脂肪族カルボン酸である、第6観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第8観点として、前記式(6)中、R28乃至R30が水素原子、またはハロゲン原子を表す、第7観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第9観点として、前記式(6)で表わされるカルボン酸が酢酸又はトリフルオロ酢酸である、第8観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第10観点として、前記酸成分を前記式(1)で表されるポリヒドロキシイミド前駆体の質量に対して0.1乃至2倍量添加する、第1観点乃至第9観点のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第11観点として、加熱温度が50乃至80℃である、第1観点乃至第10観点のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第12観点として、式(7)
Figure 0005549801
(式中、Xは、4価の脂肪族基又は芳香族基を示し、
Aは、少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基又は式(9)
Figure 0005549801
(式中、
31乃至R34は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基、スルホ基、W3で置換されていてもよいフェニル基、W3で置換されていてもよいナフチル基、W3で置換されていてもよいチエニル基又はW3で置換されていてもよいフリル基を表し、
3は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表し、
7乃至Z9は、それぞれ独立して、単結合、W4で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10のアルキレン基、−C(O)O−、−C(O)NH−、−O−、−S−、−S(O)2−又は−C(O)−を表し、並びに、
4は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基又は炭素原子数1乃至10のアルコキシ基を表す。)で表される基を表す。)
で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミド前駆体(但し、ポリヒドロキシイミド前駆体には、前記少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基を含む単位構造と、前記式(9)で表される基を含む単位構造とを含む。)に、少なくとも一種類のpKaが0乃至5であるカルボン酸である酸成分を添加し、50乃至100℃の温度に加熱することにより、式(8)
Figure 0005549801
(式中、X及びAは前記と同じ意味を表す。)
で表され、重量平均分子量が3,000乃至100,000であるポリイミドを得ることを特徴とする、ポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第13観点として、前記Aにおける少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基が、少なくとも1つのOH基で置換されたベンゼン環を含む有機基である、第12観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第14観点として、前記Aにおける少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基が、少なくとも1つのOH基で置換されたベンゼン環を2つ以上含む有機基である、第13観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第15観点として、前記Aにおける少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基が、下記式(3)乃至式(5)で表される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を含む有機基である、第14観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
Figure 0005549801
(式中、R1乃至R27は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基、スルホ基、Wで置換されていてもよいフェニル基、Wで置換されていてもよいナフチル基、Wで置換されていてもよいチエニル基又はWで置換されていてもよいフリル基を表し、
Wは、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表し、
1乃至Z6は、単結合、W1で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10のアルキレン基、−C(O)O−、−C(O)NH−、−O−、−S−、−S(O)2−又は−C(O)−を表し、
1は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基又は炭素原子数1乃至10のアルコキシ基を表し、
p乃至xは、1以上の整数を表し、かつ、2≧p+q≧1、2≧r+s+t≧1、2≧u+v+w+x≧1を表す。)
第16観点として、前記Z1乃至Z6が、単結合、−CH2−、−C(CH32−、−C(CF32−、−C(O)NH−、−O−、−S(O)2−又は−C(O)−を表す、第15観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第17観点として、上記式(9)中、R31乃至R34がメチル基を表し、Z7が−O−を表し、Z8乃至Z9がプロピレン基を表す、第12観点乃至第16観点のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第18観点として、前記カルボン酸が式(6)で表されるカルボン酸である、第12観点乃至第17観点のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
Figure 0005549801
(式中、R28乃至R30は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基、炭素原子数1乃至5のハロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、W2で置換されていてもよいフェニル基、W2で置換されていてもよいナフチル基、W2で置換されていてもよいチエニル基又はW2で置換されていてもよいフリル基を表し、
2は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表す。)
第19観点として、前記式(6)で表わされるカルボン酸が、炭素原子数1乃至6の脂肪族カルボン酸である、第18観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第20観点として、前記式(6)中、R28乃至R30が水素原子、またはハロゲン原子を表す、第19観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第21観点として、前記式(6)で表わされるカルボン酸が酢酸又はトリフルオロ酢酸である、第20観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第22観点として、前記酸成分を前記式(7)で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミド前駆体の質量に対して0.1乃至2倍量添加する、第12観点乃至第21観点のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第23観点として、加熱温度が50乃至80℃である、第12観点乃至第22観点のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
第24観点として、第11観点乃至第11観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法によって得られ、イミド化率85%以上であり且つ水酸基がアセトキシ化されていないポリヒドロキシイミドに関する。
第25観点として、第12観点乃至第23観点に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法によって得られ、イミド化率85%以上であり且つ水酸基がアセトキシ化されていないポリヒドロキシイミドに関する。
第26観点として、(A)成分として、第24観点に記載のポリヒドロキシイミドと、(B)成分として、光により酸を発生する化合物とを含有し、それらが(C)溶剤に溶解したポジ型感光性樹脂組成物に関する。
第27観点として、(A)成分として、第25観点に記載のポリヒドロキシイミドと、(B)成分として、光により酸を発生する化合物とを含有し、それらが(C)溶剤に溶解したポジ型感光性樹脂組成物に関する。
第28観点として、(B)成分がナフトキノンジアジドスルホン酸エステル化合物である、第26観点又は第27観点に記載のポジ型感光性樹脂組成物に関する。
第29観点として、(C)溶剤が、炭素原子を4個以上有するアルコール、又はアルキルエステルからなる群より選ばれる少なくとも1種である、第26観点乃至第28観点に記載のポジ型感光性樹脂組成物に関する。
第30観点として、(A)成分の100質量部に基づいて、0.01乃至100質量部の(B)成分を含有する、第26観点乃至第29観点のうち何れか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物に関する。
第31観点として、(D)成分として更に架橋性化合物を、(A)成分の100質量部に基づいて5乃至100質量部を含有する、第30観点に記載のポジ型感光性樹脂組成物に関する。
第32観点として、第26観点乃至第31観点のうち何れか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られる硬化膜に関する。
第33観点として、第32観点に記載の硬化膜を有する電子部品に関する。
第34観点として、第32観点に記載の硬化膜を有する有機EL素子に関する。
第35観点として、第26観点乃至第31観点のうち何れか一項に記載のポジ型感光性樹脂組成物を基板上に塗布し、加熱乾燥した後に、紫外線を照射して現像する、レリーフパターンの形成方法に関する。
本発明の製造方法により、これまでポリヒドロキシイミドの製造時に必要とされた高温加熱操作、共沸脱水操作、塩基や共沸脱水溶媒の添加等を必要とすることなく、またポリヒドロキシアミック酸からポリヒドロキシイミドを簡易に製造することができる。特に、本発明の製造方法は、100℃以下の反応温度で反応の進行が可能であり、実用性の高い工業的製造方法となる。
そして上述の製造工程の簡略化及びプロセス数低減により、低コスト化等をも実現できる。
また上記製造方法により得られたポリヒドロキシイミドを含有する本発明のポジ型感光性組成物は、現像時に問題となるほどの未露光部の膜減りが生ずることがなく、且つ微細なパターンを形成できる。
前述したように、ポリヒドロキシイミドの従来の製造法は、副反応が起こったり、合成方法が煩雑であったりする等の問題点があった。すなわち、化学イミド化(無水酢酸及び塩基の使用)法においては、ヒドロキシ基がアセトキシ基に変化し、熱イミド化法においては、200℃近い高温を要するため量産に向かず、また共沸操作等の工程が必要となるという問題があった。したがって、上記ポリヒドロキシイミドを感光性樹脂組成物に適用する際の工業的製造方法としては不向きであるという問題があった。
本発明は、例えば酢酸等の弱酸を用いて前述の製造法における問題点の改善を図った点に特徴があり、すなわち、上記式(1)で表されるポリヒドロキシイミド前駆体又は式(7)で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミド前駆体に、少なくとも一種類のpKaが0乃至5である脂肪族カルボン酸である酸成分を添加し、50乃至100℃の温度に加熱することにより、重量平均分子量が3,000乃至100,000であるポリヒドロキシイミドを得ることを特徴とする、ポリヒドロキシイミドの製造方法に関する。
また本発明は、上記製造方法によって得られるポリヒドロキシイミドを含有するポジ型感光性組成物及びその硬化膜、並びに該硬化膜を用いた各種材料に関する。
以下、詳細を説明する。
<ポリヒドロキシイミド前駆体>
本発明に用いるポリヒドロキシイミド前駆体は、下記式(1)で表される繰り返し単位を含み、3,000乃至100,000の重量平均分子量を有してなる。
Figure 0005549801
上記式中、Xは、4価の脂肪族基又は芳香族基を示し、Yは、少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基を示し、nは1以上の整数を示す。
上記式(1)において、Yは少なくとも1つのOH基で置換されたベンゼン環を含む有機基であることが好ましく、特に、少なくとも1つのOH基で置換されたベンゼン環を2つ以上含む有機基であることより好ましい。
上記Yの例としては、下記式(3)〜(5)で表される構造を有する基が挙げられる。
Figure 0005549801
(式中、R1乃至R27は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基、スルホ基、Wで置換されていてもよいフェニル基、Wで置換されていてもよいナフチル基、Wで置換されていてもよいチエニル基又はWで置換されていてもよいフリル基を表し、Wは、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表し、Z1乃至Z6は、単結合、W1で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10のアルキレン基、−C(O)O−、−C(O)NH−、−O−、−S−、−S(O)2−又は−C(O)−を表し、W1は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基又は炭素原子数1乃至10のアルコキシ基を表し、p乃至xは、1以上の整数を表し、かつ、2≧p+q≧1、2≧r+s+t≧1、2≧u+v+w+x≧1を表す。)
上記式(3)〜(5)において、前記Z1乃至Z6が、単結合、−CH2−、−C(CH32−、−C(CF32−、−C(O)NH−、−O−、−S(O)2−又は−C(O)−であることが望ましい。
上記Yは、上記式(3)〜(5)の中でも、隣接する−NH基に対してo−位にOH基を有する基であることが特に好ましい。
また本発明に用いるポリイミド前駆体は、下記式(7)で表される単位構造を含み、3,000乃至100,000の重量平均分子量を有してなる。
Figure 0005549801
上記式中、Xは、4価の脂肪族基又は芳香族基を示し、Aは、少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基又は下記式(9)で表される基を表す。
なお、上記ポリイミド前駆体においては、前記少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基を含む単位構造と、下記式(9)で表される基を含む単位構造のいずれをも含む。
Figure 0005549801
上記式中、R31乃至R34は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基、スルホ基、W3で置換されていてもよいフェニル基、W3で置換されていてもよいナフチル基、W3で置換されていてもよいチエニル基又はW3で置換されていてもよいフリル基を表す。
3は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表し、Z7乃至Z9は、それぞれ独立して、単結合、W3で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10のアルキレン基、−C(O)O−、−C(O)NH−、−O−、−S−、−S(O)2−又は−C(O)−を表す。
そしsて、W4は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基又は炭素原子数1乃至10のアルコキシ基を表す。
上記式(7)において、Aで表される少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基としては、前記式(1)におけるYの定義と同じものが挙げられる。
また、上記式(7)において、Aで表される式(9)で表される基中、R31乃至R34がメチル基を表し、Z7が−O−を表し、Z8及びZ9がプロピレン基を表すことが好ましい。
本発明に用いる上記式(1)で表されるポリヒドロキシイミド前駆体(ポリヒドロキシアミック酸)又は式(7)で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミド前駆体(ポリヒドロキシアミック酸)は、例えばテトラカルボン酸成分とジアミン成分を反応させて得ることができる。
なお、本発明に用いる上記テトラカルボン酸成分及びジアミン成分は特に限定されないが、得られるポリヒドロキシイミド前駆体の有機溶媒への溶解性等の観点から、該テトラカルボン酸成分及びジアミン成分の少なくとも一方が、その少なくとも一部において、フッ素を有する有機基を持つ成分を含有することが好ましい。該テトラカルボン酸成分又はジアミン成分中のフッ素を有する有機基は、特に限定されないが、ベンゼン環に直接結合した、フルオロ基やフルオロアルキル基などが好ましい。中でも溶媒への溶解性等の観点から、トリフルオロメチル基やヘキサフルオロイソプロピリデン基を有する該テトラカルボン酸成分又はジアミン成分が好ましい。また、これらの有機基には、フッ素原子が単数結合していても複数個結合していても構わない。
[テトラカルボン酸成分]
本発明の製造方法に用いる式(1)で表されるポリヒドロキシイミド前駆体(ポリヒドロキシアミック酸)又は式(7)で表されるポリヒドロキシイミド前駆体(ポリヒドロキシアミック酸)を構成する単量体成分として用いられ得るテトラカルボン酸成分は、テトラカルボン酸、その酸二無水物及びそれから誘導される化合物であれば特に限定されない。これらの具体例を以下に挙げる。
例えば、ピロメリット酸、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3',4,4'−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、3,3',4,4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テトラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸の様な芳香族テトラカルボン酸、それらの二無水物及びその誘導体等や、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、1,2−ジメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−テトラメチル−1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロフリル)−3−メチル−3−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、2,3,5−トリカルボキシ−2−シクロペンタン酢酸、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸、3,5,6−トリカルボキシ−2−ノルボルナン酢酸の様な脂環式テトラカルボン酸、それらの二無水物及びその誘導体等や、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸の様な脂肪族テトラカルボン酸、その二無水物及びその誘導体等の化合物を挙げることができる。さらに、上述のフッ素を有する有機基を持つ手テトラカルボン酸成分としては、トリフルオロメチル基やヘキサフルオロイソプロピリデン基を有する、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロイソプロピリデン、4,4’−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフタル酸、それらの二無水物及びその誘導体等の化合物が挙げられるが、これら化合物に限定されるものではない。
また、上記テトラカルボン酸成分としては、テトラカルボン酸及びその誘導体から1種又は2種以上の化合物を組み合わせて用いることができる。
[ジアミン成分]
本発明の製造方法に用いる上記式(1)で表されるポリヒドロキシイミド前駆体(ポリヒドロキシアミック酸)を構成する単量体成分のジアミン成分は、少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含むジアミンである。
また、上記式(7)で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミド前駆体(ポリヒドロキシアミック酸)を構成する単量体成分のジアミン成分は、少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含むジアミンと、前記式(9)で表され基を有するジアミンである。
少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含むジアミンは特に限定されず、例えば3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル(4BP)、3,3’−ジアミノ−2,2’−ジヒドロキシビフェニル(2BP)、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(BAHF)、2,2−ビス(4−アミノ−3,5−ジヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン(BAPF)、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン(AHPK)、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−フェニルエーテル(AHPE)、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−チオフェニルエーテル、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BAPA)、(3−アミノ−4−ヒドロキシ)フェニル(3−アミノ4−ヒドロキシ)アニリド(AHPA)、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン(BSDA)、ビス−N,N’−(p−アミノベンゾイル)−ヘキサフルオロ−2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BABHBPA)、[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,4−ジアミノフェノール、3,5−ジアミノフェノール、2,5−ジアミノフェノール、4,6−ジアミノレゾルシノール、2,5−ジアミノハイドロキノン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)チオエーテル、ビス(4−アミノ−3,5−ジヒドロキシフェニル)チオエーテル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−アミノ−3,5−ジヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−アミノ−3,5−ジヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−アミノ−3,5−ジヒドロキシフェニル)スルホン、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシビフェニル(3BP)、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシ−5,5'−ジメチルビフェニル、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシ−5,5'−ジメトキシビフェニル、1,4−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)フェニル]プロパン、または、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼンが挙げられるが、これに限定されるものではない。
上記ジアミン成分のうち、好ましくは3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシビフェニル(4BP)、3,3’−ジアミノ−2,2’−ジヒドロキシビフェニル(2BP)、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(BAHF)、2,2−ビス(4−アミノ−3,5−ジヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン(BAPF)、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン(AHPK)、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−フェニルエーテル(AHPE)、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジヒドロキシ−チオフェニルエーテル、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BAPA)、(3−アミノ−4−ヒドロキシ)フェニル(3−アミノ4−ヒドロキシ)アニリド(AHPA)、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン(BSDA)、ビス−N,N’−(p−アミノベンゾイル)−ヘキサフルオロ−2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BABHBPA)、[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,4−ジアミノフェノール、2,5−ジアミノフェノール、4,6−ジアミノレゾルシノール、2,5−ジアミノハイドロキノン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)チオエーテル、ビス(4−アミノ−3,5−ジヒドロキシフェニル)チオエーテル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシビフェニル(3BP)、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシ−5,5'−ジメチルビフェニル、4,4'−ジアミノ−3,3'−ジヒドロキシ−5,5'−ジメトキシビフェニル、1,4−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−3−ヒドロキシフェノキシ)ベンゼン、ビス[4−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノ−4−ヒドロキシフェノキシ)フェニル]プロパン、または、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼンが挙げられる。
特に好適なものとして、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)メタン(BAPF)、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BAPA)、2,2’−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン(BAHF)、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシ−フェニルエーテル(AHPE)、3,3'−ジアミノ−4,4'−ジヒドロキシベンゾフェノン(AHPK)、ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)スルフィド(BSDA)、(3−アミノ−4−ヒドロキシ)フェニル(3−アミノ−4−ヒドロキシ)アニリド(AHPA)、ビス−N,N'−(p−アミノベンゾイル)−ヘキサフルオロ−2,2'−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン(BABHBPA)等が挙げられる。
また、前記式(9)で表される基を有するジアミンとしては特に限定されないが、好適なジアミンとしてシロキサン含有ジアミンが挙げられる。シロキサン含有ジアミンを組合せて用いることにより、ポリヒドロキシアミド樹脂(A)からなる塗膜の基板への密着性を向上させることができる。
該シロキサン含有ジアミンとして特に好適な例は、式(10)
Figure 0005549801
(式中、R35は2価の有機基を示し、R36はそれぞれ独立に1価の有機基を示し、kは1以上の整数である)で表されるシロキサン含有ジアミンが好ましく、中でも、ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン(APDS)がより好ましい。
本発明の製造方法に用いるポリヒドロキシイミド前駆体(ポリヒドロキシアミック酸)を構成する単量体成分であるジアミン成分として、上述の少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含むジアミン並びに前記式(9)で表される基を有するジアミンに加えて、その他のジアミンも使用することができる。
その他のジアミン成分としては特に限定されないが、好ましくは芳香族基を含むジアミン、特にベンゼン環を1つまたはそれ以上含むジアミンであることが望ましい。
上記その他のジアミンとして、芳香族基を含むジアミンとしては、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、2,4,6−トリメチル−1,3−フェニレンジアミン、2,3,5,6−テトラメチル−1,4−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4−メチレン−ビス(2−メチルアニリン)、4,4'−メチレン−ビス(2,6−ジメチルアニリン)、4,4−メチレン−ビス(2,6−ジエチルアニリン)、4,4'−メチレン−ビス(2−イソプロピル−6−メチルアニリン)4,4'−メチレン−ビス(2,6−ジイソプロピルアニリン)、4,4'−ジアミノジフェニルスルホン、3,3'−ジアミノジフェニルスルホン、ベンジジン、o−トリジン、m−トリジン、3,3',5,5'−テトラメチルベンジジン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンまたは2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンが挙げられる。
この中でも、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)や1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン(DA4P)を特に好適なものとして挙げられる。
[ポリヒドロキシイミド前駆体の製造法]
本発明の製造方法に用いるポリヒドロキシイミド前駆体(ポリヒドロキシアミック酸)は、上記テトラカルボン酸成分とジアミン成分(少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含むジアミン、又は、少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含むジアミンと前記式(9)で表される基を含むジアミン)、さらに所望によりその他のジアミン成分を有機溶媒中で重合反応させることにより得られる。
上記重合反応に用いられる有機溶媒は、生成したポリヒドロキシイミド前駆体が溶解するものであれば特に限定されないが、あえてその具体例を挙げるならば、N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、ジグライム等の極性溶媒を挙げることができる。これらは単独でも、また二種以上を混合して使用してもよい。さらに、ポリヒドロキシイミド前駆体を溶解させない溶媒であっても、生成したポリヒドロキシイミド前駆体が析出しない範囲で、上記溶媒に混合してもよい。
またテトラカルボン酸成分とジアミン成分の反応温度範囲の下限は通常−20℃以上、好ましくは−5℃以上であり、またその温度範囲の上限は通常150℃以下、好ましくは100℃以下であり、その上限と下限の範囲の中から任意の温度を選択することができる。好ましくは室温にて反応させることが望ましい。
反応温度を高温に設定すると重合反応は迅速に進行し完了するが、高すぎると高分子量のポリヒドロキシイミド前駆体が得られない場合がある。
また、有機溶媒中で行う反応において、溶媒中の両成分(テトラカルボン酸無水物成分及びジアミン成分)の固形分濃度は特に限定されないが、濃度が低すぎると高分子量のポリヒドロキシイミド前駆体を得ることが難しくなり、濃度が高すぎると反応液の粘度が高くなり過ぎて均一な攪拌が困難となるので、好ましくは1乃至50質量%、より好ましくは5乃至30質量%である。重合反応初期は高濃度で行い、重合体(ポリヒドロキシイミド前駆体)の精製と共に、その後、有機溶媒を追加することも可能である。
このようにして得られたポリヒドロキシイミド前駆体を含む溶液は、後述するポリヒドロキシイミドの調製にそのまま用いることができる。また、ポリヒドロキシイミド前駆体を水、メタノール、エタノール等の貧溶媒に沈殿単離させて回収して用いることもできる。
<pKaが0乃至5のカルボン酸である酸成分>
本発明に用いる上記pKaが0乃至5のカルボン酸は、好ましくは下記下記式(6)で表されるカルボン酸であることが望ましい。
Figure 0005549801
上記式中、R28乃至R30は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基、炭素原子数1乃至5のハロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、W2で置換されていてもよいフェニル基、W2で置換されていてもよいナフチル基、W2で置換されていてもよいチエニル基又はW2で置換されていてもよいフリル基を表し、W2は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表す。
上記式(6)で表されるカルボン酸は、好ましくは炭素原子数1乃至6の脂肪族カルボン酸であることが望ましい。このような脂肪族カルボン酸としては酢酸、吉草酸、イソ吉草酸、酪酸、イソ酪酸、プロピオン酸、カプロン酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、ブロモ酢酸、ジブロモ酢酸、フルオロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ピバル酸が挙げられる。
これらのカルボン酸の中でも、上記式(6)中、R28乃至R30が水素原子、またはハロゲン原子を表すカルボン酸であることが好ましく、入手の容易性から酢酸又はトリフルオロ酢酸がより好ましく、安全性の観点から最も好ましいのが酢酸である。
また本発明に用いる上記カルボン酸は、pKaが3.8乃至5であるものがより好ましい。
なお、一般的なポリイミドの製造方法において脱水縮合剤として用いられる無水酢酸等の酸無水物は、本発明における上記酸成分(カルボン酸)には該当しない。
また、前記酸成分は、前記式(1)で表されるポリヒドロキシイミド前駆体又は式(7)で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミド前駆体の質量に対して0.1乃至2倍量を添加することが望ましく、より好ましくは0.1乃至1倍量を添加することが望ましい。
<ポリヒドロキシイミドの製造方法>
本発明のポリヒドロキシイミドの製造方法は、詳細には、前記式(1)で表されるポリヒドロキシイミド前駆体又は式(7)で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミド前駆体を有機溶媒中において、前記酸成分を添加し、50乃至100℃の温度に加熱することにより、反応させてポリヒドロキシイミドを得るものである。
上記有機溶媒としては、前記ポリヒドロキシイミド前駆体の製造時に用いた有機溶媒を用いることができる。また前述したように、ポリヒドロキシイミド前駆体の製造時に得られたポリヒドロキシイミド前駆体溶液をそのまま、ポリヒドロキシイミドの製造に用いてもよい。
また、上記加熱温度は、より好ましくは50乃至80℃であることが望ましい。
上述の温度に18時間乃至24時間加熱することにより、ポリイミド化反応を進行させる。
こうして得られたポリヒドロキシイミドの回収は、攪拌させている貧溶媒に反応液を投入してポリヒドロキシイミドを沈殿させ、これを濾過する方法が簡便である。
この際に用いる貧溶媒としては特に限定されないが、メタノール、ヘキサン、ヘプタン、エタノール、トルエン、水などが例示できる。沈殿を濾過して回収した後は、上記貧溶媒で洗浄することが好ましい。
回収したポリヒドロキシイミドは常圧あるいは減圧下で、常温あるいは加熱乾燥してポリヒドロキシイミド粉末とすることができる。
このポリヒドロキシイミド粉末をさらに良溶媒に溶解して、貧溶媒に再沈殿する操作を2乃至10回繰り返すと、ポリマー中の不純物を更に少なくすることもできる。
このとき用いる良溶媒としては、ポリヒドロキシイミドを溶解することができれば特に限定はされないが、その例としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。
また、再沈殿に用いる貧溶媒として例えばアルコール類、ケトン類、炭化水素など3種類以上の貧溶媒を用いると、より一層精製の効率が上がる。
[ポジ型感光性樹脂組成物]
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、(A)成分として、前述の製造方法により製造された式(2)で表されるポリヒドロキシイミド又は式(8)で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミドと、(B)成分として、光により酸を発生する化合物とを含有し、それらが(C)溶剤に溶解したものであり、且つ、夫々所望により(D)成分の架橋性化合物、また界面活性剤等その他添加剤を含有する組成物である。
<(A)成分>
(A)成分は、前述の製造方法により製造された式(2)で表されるポリヒドロキシイミド又は式(8)で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミドである。
なお、該ポリヒドロキシイミドを感光性樹脂組成物として使用する場合、式(2)においてポリイミドの重合度を表すnは、1000より大きいと一般的な有機溶媒への溶解性が極端に低下し、樹脂組成物溶液の粘度が著しく上昇してハンドリング性が悪化する場合がある。このため、溶解性を考慮するとnは1以上1000以下の正の整数が望ましく、特に100未満の正の整数が望ましい。
<(B)成分>
(B)成分の光酸発生剤は、露光等に使用される光の照射によって直接又は関節的に酸を発生し、光照射部分のアルカリ現像液への溶解性を高める機能を有するものであれば特にその種類及び構造などは限定されない。また光酸発生剤は1種又は2種以上を組み合わせて使うこともできる。
上記(B)成分の光酸発生剤としては、従来公知の光酸発生剤のいずれも適用することができ、その具体例としてはo−キノンジアジド化合物、アリルジアゾニウム塩、ジアリルヨードニウム塩、トリアリルスルホニウム塩、o−ニトロベンジルエステル、p−ニトロベンジルエステル、トリハロメチル基置換s−トリアジン誘導体、又はイミドスルホネート誘導体等を挙げることができる。
また必要に応じて、(B)成分の光酸発生剤と共に増感剤を併用することができる。そのような増感剤として、例えばペリレン、アントラセン、チオキサントン、ミヒラーケトン、ベンゾフェノン又はフルオレンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
(B)成分の光酸発生剤の中でも、ポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られる塗膜において高感度と高い解像度が得られる点から、o−キノンジアジド化合物が望ましい。
o−キノンジアジド化合物は、通常、o−キノンジアジドスルホニルクロリドと、ヒドロキシ基及びアミノ基から選ばれる少なくとも一方の基を有する化合物とを、塩基性触媒の存在下で縮合反応させることにより、o−キノンジアジドスルホン酸エステルもしくはo−キノンジアジドスルホンアミドとして得られる。
上記のo−キノンジアジドスルホニルクロリドを構成するo−キノンジアジドスルホン酸成分としては、例えば、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−4−スルホン酸、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホン酸、1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−6−スルホン酸などを挙げることができる。
上記ヒドロキシ基を有する化合物の具体例としては、フェノール、o−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、o−メトキシフェノール、4,4−イソプロピリデンジフェノール、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、4,4’−ジヒドロキシフェニルスルホン、4,4−ヘキサフルオロイソプロピリデンジフェノール、4,4’,4’’−トリヒドロキシトリフェニルメタン、1,1,1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタン、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸メチル、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸プロピル、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸イソアミルエステル、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸−2−エチルブチルエステル、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノン、2,2’,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,3,4,2’,4’−ペンタヒドロキシベンゾフェノン等のフェノール化合物、エタノール、2−プロパノール、4−ブタノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、2−メトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、2−メトキシプロパノール、2−ブトキシプロパノール、乳酸エチル、乳酸ブチルなどの脂肪族アルコール類が挙げられる。
また、上記アミノ基を有する化合物としては、アニリン、o−トルイジン、m−トルイジン、p−トルイジン、4−アミノジフェニルメタン、4−アミノジフェニル、o−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルなどのアニリン類、アミノシクロヘキサン等を挙げることができる。
更に、ヒドロキシ基とアミノ基の両方を有する化合物の具体例としては、o−アミノフェノール、m−アミノフェノール、p−アミノフェノール、4−アミノレゾルシノール、2,3−ジアミノフェノール、2,4−ジアミノフェノール、4,4’−ジアミノ−4’’−ヒドロキシトリフェニルメタン、4−アミノ−4’,4’’−ジヒドロキシトリフェニルメタン、ビス(4−アミノ−3−カルボキシ−5−ヒドロキシフェニル)エーテル、ビス(4−アミノ−3−カルボキシ−5−ヒドロキシフェニル)メタン、ビス(4−アミノ−3−カルボキシ−5−ヒドロキシフェニル)スルホン、2,2−ビス(4−アミノ−3−カルボキシ−5−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−アミノ−3−カルボキシ−5−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンなどのアミノフェノール類、2−アミノエタノール、3−アミノプロパノール、4−アミノシクロヘキサノールなどのアルカノールアミン類を挙げることができる。
o−キノンジアジドスルホニルクロリドと、ヒドロキシ基及びアミノ基から選ばれる少なくとも一方を有する化合物とを縮合反応させると、その化合物のヒドロキシ基又はアミノ基の一部又は全部がo−キノンジアジドスルホニルクロリドのo−キノンジアジドスルホニル基で置換された2置換体、3置換体、4置換体又は5置換体のo−キノンジアジド化合物が得られる。斯かるo−キノンジアジド化合物をポジ型感光性樹脂組成物の一成分として用いる場合、上記の多置換体のo−キノンジアジド化合物を単独で、又は上記の多置換体から選ばれる2種以上の多置換体の混合物として用いるのが一般的である。
上述のo−キノンジアジド化合物の中でも、ポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られる塗膜において露光部と未露光部の現像溶解度差のバランスが良好であり、且つ現像時におけるパターン底部の現像残渣(パターンエッジ部の残渣)が無いという観点から、p−クレゾールのo−キノンジアジドスルホン酸エステル、4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1−メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノールのo−キノンジアジドスルホン酸エステル、3,4,5−トリヒドロキシ安息香酸メチルのo−キノンジアジドスルホン酸エステル、2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンのo−キノンジアジドスルホン酸エステル、又は2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンのo−キノンジアジドスルホン酸エステルなどが望ましく、これら化合物をそれぞれ単独で用いても、又、これら化合物から任意に選ばれる二種以上のものを混合して用いてもよい。
本発明に用いる(B)成分の光酸発生剤の含有量は、(A)成分の100質量部に基づいて0.01乃至100質量部である。本発明のポジ型感光性樹脂組成物から得られる塗膜において、露光部と未露光部の現像液溶解度差のバランスが良好となる点、さらには、該塗膜の感度並びに該塗膜から得られる硬化膜の機械特性の観点から、(B)成分の光酸発生剤の含有量は特に50質量部以下が望ましく、30質量部以下であることがより望ましい。
<(C)成分>
本発明のポジ型感光性樹脂組成物に用いる(C)溶剤としては、(A)成分(式(2)で表されるポリヒドロキシイミド、又は式(8)で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミド)の溶解性が高い点、(B)成分(光酸発生剤)並びに後述する他の成分との相溶性が良好である点、及びポジ型感光性樹脂組成物において取扱いが容易となる点、さらには低公害系有機溶媒である点から、炭素原子を4個以上有するアルコール又はアルキルエステルが望ましい。
このうち代表的な溶媒としてブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、γ−ブチロラクトン、n−ブタノール、sec−ブタノール、t−ブタノール、メトキシメチルペンタノール、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、エチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノアセテートモノプロピルエーテル、2−エトキシエタノール、2−ブトキシエタノール、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸ヘキシル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸メチルエチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸プロピル、3−メトキシプロピオン酸ブチル又はブチルブチレートが挙げられる。これらの溶剤は2種類以上の混合溶剤であってもかまわない。
特にポジ型感光性樹脂組成物において最も取扱いが容易である観点から、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、γ―ブチロラクトン及び乳酸ブチルからなる群から選択される一種又は二種以上の混合物を用いるが望ましい。また、ポジ型感光性樹脂組成物の保存安定性の観点から、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、γ−ブチロクトンからなる群から選択されることが望ましく、感光特性の観点から、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、2−ヒドロキシイソ酪酸メチル、γ−ブチロラクトンからなる群から選択されることが望ましい。
また、上記の溶剤の他に、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ジペンテン、エチルアミルケトン、メチルノニルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、メチルイソプロピルケトン、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、トリプロピレングリコールメチルエーテル、3−メチル−3−メトキシブタノール、ジイソプロピルエーテル、エチルイソブチルエーテル、ジイソブチレン、アミルアセテート、ブチルエーテル、ジイソブチルケトン、メチルシクロへキセン、プロピルエーテル、ジヘキシルエーテル、ジオキサン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、n−へキサン、n−ペンタン、n−オクタン、2−メトキシエタノール、ジエチルエーテル、シクロヘキサノン、3−エトキシプロピオン酸、3−メトキシプロピオン酸又はジグライム等の溶剤を混合して用いても良い。但し、これらその他の溶剤は従来のポジ型感光性樹脂組成物に使用される(低公害系有機溶剤ではない)観点から、これら溶剤の使用量は少ないほどよく、全体の溶剤比で好ましくは5質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。
<(D)成分>
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、(D)成分として架橋性化合物を含有することができる。(D)成分の架橋性化合物は、本発明のポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られる塗膜を硬化膜に転換する工程(以下、最終硬化時という。)において、(A)成分のポリヒドロキシイミドに含有される有機基と反応し得る基を有する化合物であり、また該ポジ型感光性樹脂組成物を用いて得られる塗膜の現像工程において、アルカリ現像液に可溶な化合物であれば、特に限定されない。
このような架橋性化合物(D)としては、例えば、マレイミド化合物、エポキシ基を2個以上含有する化合物、或いは、アミノ基の水素原子がメチロール基、アルコキシメチル基又はその両方で置換された基を有するところのメラミン誘導体、ベンゾグアナミン誘導体又はグリコールウリル等が挙げられるが、本発明においてはマレイミド化合物を使用することが好ましい。
上記マレイミド化合物としては、マレイミド部位が芳香環に直結し、隣接する芳香族炭素に水素原子が直結していれば、構造は特に限定されない。
上述の、マレイミド部位が芳香環に直結し、隣接する芳香族炭素に水素原子が直結している構造を有するマレイミド化合物としては、下記式(11)で表される化合物を挙げることができる。
Figure 0005549801
上記式(11)中、R37は2価の基を表し、R38乃至R47は、それぞれ独立して水素原子又は炭素原子数1乃至12の有機基を表す。
中でも、前記式(11)中、R37が下記式(12)で表される構造を有するマレイミド化合物を(D)成分として用いることが望ましい。
Figure 0005549801
上記式(12)中、hとiはそれぞれ独立して0又は1を表し、R48乃至R50はそれぞれ独立して、炭素原子数1乃至12の有機基、酸素原子、硫黄原子、又は窒素原子を有する二価の基を表す。
特に、前記式(12)中、hとiが1であり、R48とR50が酸素原子であり、R49がジメチルメチレン基を表すことが望ましい。
上記式(11)で表されるマレイミド化合物の具体例として、2,2−ビス(3−アミノ−4−マレイミド)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジマレイミドジフェニルエーテル、3,4’−ジマレイミドジフェニルエーテル、3,3’−ジマレイミドジフェニルエーテル、4,4’−ジマレイミドジフェニルスルフィド、4,4’−ジマレイミドジフェニルメタン、3,4’−ジマレイミドジフェニルメタン、3,3’−ジマレイミドジフェニルメタン、4,4−メチレン−ビス(2−メチルマレイミド)、4,4’−ジマレイミドジフェニルスルホン、3,3’−ジマレイミドジフェニルスルホン、1,4’−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3’−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、1,3’−ビス(4−マレイミドフェノキシ)ベンゼン、ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[3−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[3−(3−マレイミドフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2’−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパンなどの化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
なお、上記化合物の中でも、入手が容易である点から4,4’−ジマレイミドジフェニルメタン及び2,2’−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパンが望ましく、さらに感光特性の観点から、2,2’−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパンであることがより好ましい。
本発明における(D)成分として用いるマレイミド化合物は、2種類以上組み合わせて使用することができる。
本発明のポジ型感光性樹脂組成物における(D)成分の架橋性化合物の含有量は、特に限定されないが(A)成分のポリヒドロキシイミド100質量部に基づいて5乃至100質量部が望ましく、5乃至20質量部であることがより望ましい。
<その他添加剤>
更に、本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、界面活性剤、レオロジー調整剤、シランカップリング剤等の接着補助剤、顔料、染料、保存安定剤、消泡剤、又は多価フェノール、多価カルボン酸等の溶解促進剤等を含有することができる。
本発明のポジ型感光性樹脂組成物その塗布性を向上させるという目的で使用され得る界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などが挙げられる。この種の界面活性剤としては、例えば、住友スリーエム(株)製、大日本インキ化学工業(株)製或いは旭硝子(株)製等の市販品を用いることができる。これら市販品は、容易に入手することができるので、好都合である。その具体的な例としては、エフトップEF301、EF303、EF352((株)ジェムコ製)、メガファックF171、F173、R−30(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラードFC430、FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106(旭硝子(株)製)、FTX−206D、FTX−212D、FTX−218、FTX−220D、FTX−230D、FTX−240D、FTX−212P、FTX−220P、FTX−228P、FTX−240G等のフタージェントシリーズ((株)ネオス製)等のフッ素系界面活性剤が挙げられる。
上記界面活性剤は、一種単独で、又は二種以上の組合せで使用することができる。
また界面活性剤が使用される場合、その含有量は、ポジ型感光性樹脂組成物100質量%中に通常0.2質量%以下であり、好ましくは0.1質量%以下である。界面活性剤の使用量が0.2質量%を超える量に設定されても、上記塗布性の改良効果は鈍くなり、経済的でなくなる。
<ポジ型感光性樹脂組成物>
本発明のポジ型感光性樹脂組成物は、(A)成分のポリヒドロキシイミド、(B)成分の光酸発生剤及び(C)溶剤を含有し、所望により(D)成分の架橋性化合物及び界面活性剤などのその他添加剤のうち一種以上を更に含有することができる組成物である。
中でも、本発明のポジ型感光性樹脂組成物の好ましい例は、以下のとおりである。
[1]:(A)成分100質量部に基づいて、0.01乃至100質量部の(B)成分を含有し、これら成分が(C)溶剤に溶解したポジ型感光性樹脂組成物。
[2]:上記[1]の組成物に、更に(D)成分を(A)成分100質量部に基づいて5乃至100質量部含有するポジ型感光性樹脂組成物。
本発明のポジ型感光性樹脂組成物における固形分の割合は、各成分が均一に溶剤に溶解している限り、特に限定されるものではないが、一般には固形分濃度1乃至50質量%の範囲から任意に選択した濃度のポジ型感光性樹脂組成物の溶液を為すことにより、容易に塗膜を形成することができる。ここで、固形分とは、ポジ型感光性樹脂組成物の全成分から(C)溶剤を除いたものをいう。
本発明のポジ型感光性樹脂組成物の調製方法は特に限定されない。この種の組成物は、通常、溶液の形態にて使用されるので、本発明のポジ型感光性樹脂組成物は一般に(A)成分、(B)成分、及び、所望により(D)成分を(C)溶剤に溶解し、均一な溶液とする方法、あるいはこの調製法の適当な段階においてその他添加剤をさらに添加して混合する方法が挙げられる。
また本発明のポジ型感光性樹脂組成物の調製にあたっては、(A)成分の製造時、すなわち、テトラカルボン酸及びその誘導体から選ばれる成分とジアミン成分とを有機溶媒中で重合反応させ、イミド化して得られた反応溶液をそのまま用いることもできる。なおこのとき使用する有機溶媒としては前述の(C)溶剤に記載する溶剤が挙げられる。そしてこの場合、この(A)成分の反応溶液に前記と同様に(B)成分などを入れて均一な溶液とする際、濃度調製を目的としてさらに(C)溶剤を追加投入してもよく、このとき、(A)成分の製造時に用いた有機溶媒と、濃度調整のために用いられる(C)溶剤とは同一であってもよいし、異なっていても良い。
また、複数種の有機溶媒を用いる場合は、初めに複数種の有機溶媒を混合して用いるだけではなく、複数種の有機溶媒を任意に分けて添加することもできる。
而して、調製されたポジ型感光性樹脂組成物の溶液は、孔径が0.2μm程度のフィルタなどを用いて濾過した後、使用することが好ましい。
<塗膜及び硬化膜>
一般に、スピンコート、浸漬、印刷等の公知の方法により、例えば、本発明のポジ型感光性樹脂組成物をITO基板、シリコンウェハー、ガラス板、セラミックス基板、或いは酸化膜又は窒化膜などを有する基材上に塗布し、その後、温度60℃乃至160℃、望ましくは70℃乃至130℃で予備乾燥することにより、本発明のポジ型感光性樹脂組成物からなる塗膜を形成することができる。
塗膜の形成後、例えば紫外線等により、所定のパターンを有するマスクを用いて塗膜を露光し、アルカリ現像液で現像することにより、露光部が洗浄除去され、これにより端面がシャープ(鮮明)なレリーフパターンが基板上に形成される。
ここで用いられるアルカリ現像液としては、アルカリ性水溶液であれば特に限定されず、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物の水溶液、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、コリンなどの水酸化四級アンモニウムの水溶液、エタノールアミン、プロピルアミン、エチレンジアミンなどのアミン水溶液などが挙げられる。
上記のアルカリ現像液の濃度は一般に10質量%以下であり、工業的には0.1乃至3.0質量%のアルカリ性水溶液が使用される。また、アルカリ現像液は、アルコール類又は界面活性剤などを含有することもでき、これらはそれぞれ、0.05乃至10質量%程度含有することが望ましい。
現像工程においては、アルカリ現像液の温度を任意に選択することができるが、本発明のポジ型感光性樹脂組成物を用いる場合は、露光部の溶解性が高いため、室温で容易にアルカリ現像液による現像を行うことができる。
かくして得られたレリーフパターンを有する基板を温度180℃乃至400℃で熱処理(焼成)することにより、吸水性が低く、故に電気特性に優れ、且つ耐熱性及び耐薬品性も良好である、レリーフパターンを有する硬化膜を得ることができる。
本発明のポジ型感光性樹脂組成物から得られる硬化膜は、斯かる優れた効果を有しているため、電気・電子デバイス、半導体装置及びディスプレイ装置等に用いることができる。特に、本発明のポジ型感光性樹脂組成物から得られる硬化膜は、有機EL素子(LED(Light−Emitting Diode)素子の一種)の信頼性が高いという特徴的な効果を有するので、発光素子の損傷が大きな問題となっている有機EL素子の絶縁膜及び隔壁材として、或いは、半導体パッケージにおいて銅配線のイオンマイグレーションが絶縁膜の吸水性により大きく影響されるところのバッファーコートにおいて、大変有用である。
以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<実施例で用いる略記号>
以下の実施例で用いる略記号の意味は、次のとおりである。
[溶媒]
NMP:N−メチル−2−ピロリドン
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
HBM:2−ヒドロキシイソ酪酸メチル
GBL:γ−ブチロラクトン
[アミン類]
BAHF:2,2'−ビス(3−アミノ−4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン
BABHBPA:ビス−N,N’−(p−アミノベンゾイル)−ヘキサフルオロ−2,2’−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
APDS:ビス(3−アミノプロピル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン
ODA:4,4’−ジアミノジフェニルエーテル
[酸二無水物]
DSDA:3,3’,4,4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸無水物
ODPA:3,3’,4,4’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸無水物
CBDA:シクロブタンテトラカルボン酸無水物
[添加する酸成分]
AcOH:酢酸
TFAOH:トリフルオロ酢酸
[光酸発生剤]
P200:東洋合成工業(株)製 P−200(商品名)4,4’−[1−[4−[1−(4−ヒドロキシフェニル)−1メチルエチル]フェニル]エチリデン]ビスフェノール1モルと1,2−ナフトキノン−2−ジアジド−5−スルホニルクロリド2モルとの縮合反応によって合成される感光剤
[架橋性化合物]
BMI−80:2,2’−ビス[4−(4−マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン
[界面活性剤]
メガファックR−30:大日本インキ化学工業(株)製
FTX−212D:(株)ネオス製
<数平均分子量及び重量平均分子量の測定>
ポリマーの重量平均分子量(以下Mwと略す)と分子量分布は、日本分光(株)製GPC装置(Shodex(登録商標)カラムKF803L及びKF805L)を用い、溶出溶媒としてジメチルホルムアミドを流量1ml/分、カラム温度50℃の条件で測定した。なお、Mwはポリスチレン換算値とした。
<イミド化率の測定>
イミド化率は、H−NMR(JNM−LAシリーズ、日本電子(株)製)を測定し、ポリマー骨格の芳香族のプロトン比、ポリアミック酸のNH部位のプロトン比、及び水酸基のプロトン比から算出した。なお、重溶媒にジメチルスルホキシドを用いた。また、積算回数を64回とし、イミド化率を2回測定した後、平均値として算出した。
[実施例1:ポリヒドロキシイミドの合成]
BAHF 15.2g(0.041モル)をNMP 70gに溶解し、これにDSDA 18.8g(0.041モル)を加え、室温で24時間反応させ、ポリヒドロキシアミック酸溶液を合成した。
この溶液に酸成分としてAcOH を30g添加し、60℃で20時間加熱した。その後、反応液を50wt%メタノール水溶液200gに加え、析出した沈殿をろ過後、真空オーブン(60℃18時間)で乾燥させた。得られたポリマーの収量は、29.4g(収率98.5%)であった。
また、このときのイミド化率は92%であり、水酸基が確認された。
[実施例2乃至実施例7:ポリヒドロキシイミドの合成]
表1に示す酸二無水物及びアミン化合物を用いて実施例1と同様の方法でポリヒドロキシアミック酸を合成し、酸成分を添加後、表1に示す温度にて20時間加熱した後、実施例1と同様の手順でポリヒドロキシイミドを製造し、回収した。
使用した酸二無水物、アミン、溶媒、及び酸成分の種類と添加量、並びに、加熱温度、収率、分子量及びイミド化率の結果を表1に示す。
Figure 0005549801
[比較例1]
BAHF 9.31g(0.025モル)とAPDS 0.702g(0.003モル)をNMP 70gに溶解し、これにCBDA 4.98g(0.025モル)を加え、室温で24時間反応させ、ポリヒドロキシアミック酸溶液を合成した。
この溶液にAcOHを30g添加し、40℃で20時間加熱した。その後、反応液を50wt%メタノール水溶液200gに加え、析出した沈殿をろ過後、真空オーブン(60℃18時間)で乾燥させた。得られたポリマーのイミド化率を測定した結果、イミド化率は3%であった。
[比較例2]
BAHF 14.6g(0.040モル)とAPDS 1.10g(0.004モル)をNMP70gに溶解し、これにDSDA 14.2g(0.040モル)を加え、室温で24時間反応させ、ポリヒドロキシアミック酸溶液を合成した。
この溶液にNMPを200g加え、更に無水酢酸45.2g(0.440モル)及びピリジン21.0g(0.254モル)を添加し、40℃で4時間加熱した。その後、反応液を50wt%メタノール水溶液2100gに加え、析出した沈殿をろ過後、真空オーブン(40℃18時間)で乾燥させた。得られたポリマーのイミド化率を測定した結果、イミド化率は92%であったが、水酸基は全てアセトキシ化されていた。
上述のように、実施例1乃至7においては、酢酸の使用と、50乃至80℃で20時間加熱という穏やかな条件下で、約90%前後のイミド化率を有するポリヒドロロキシイミドを合成することができた。
一方、実施例よりも低温下(40℃)の条件でイミド化を行った比較例1は、殆どイミド化せず、また、従来の無水酢酸と塩基性溶媒を用いたイミド化手法を用いた比較例2においては、イミド化率は高かったものの、水酸基がアセトキシ化するという結果となった。
[実施例8乃至実施例18、比較例3及び比較例4:ポジ型感光性樹脂組成物の作製]
上述の実施例及び比較例において得られたポリマーを用いて、表2に示す組成に従い、(A)成分(ポリマー)、(B)成分(光酸発生剤)、(C)成分(溶剤)、更には(D)成分(架橋性化合物)及びフッ素系界面活性剤を所定の割合で混合し、室温で3時間以上攪拌して均一な溶液とすることにより、各実施例及び各比較例のポジ型感光性樹組成物を調製した。
Figure 0005549801
[感光性特性評価:実施例8乃至18、比較例3及び4]
得られた実施例8乃至18並びに比較例3及び4の各ポジ型感光性樹脂組成物について、感光性特性を次の手法で評価した。得られた結果を表3に示す。
<1.現像前膜厚>
ポジ型感光性樹脂組成物を段差25mm×25mmのITO基板(山容真空工業(株)製)上にスピンコーターを用いて塗布した後、温度100℃で120秒間ホットプレート上においてプリベークを行い、塗膜を形成した。なお膜厚は接触式膜厚測定器((株)ULVAC製Dektak 3ST)を用いて測定した。
<2.現像後膜厚、解像度(線幅)>
得られた塗膜に1、2、3、4、5、6、7、8、9、20、30、40、50、70、90及び100μmのライン/スペースのマスクを通してキヤノン(株)製紫外線照射装置PLA−501により、紫外光を30秒間(200mJ/cm2)照射した。露光後、23℃の水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(2.38質量%)に30秒間浸漬して現像を行い、現像後の膜厚を測定した。
また、現像後の塗膜を光学顕微鏡で観察し、パターン剥離なくライン/スペースが形成された最小の線幅を解像度とした。
Figure 0005549801
表3に示すとおり、実施例8乃至18のポジ型感光性樹脂組成物から得られる硬化膜は、未露光部の膜減りが小さく、また、10μm以下の解像度でポジ型パターンが得られた。
一方、比較例3は現像液にすべて溶解し、また比較例4はポジ型パターンを得ることができなかった。
前述したように、本発明は、高温加熱工程の必要性、或いは、煩雑な製造工程を要するといった従来のポリヒドロキシイミドの製造における問題点の改善を図った点に特徴がある。
本発明のポリヒドロキシイミドの製造方法によれば、酢酸等の弱酸の使用により、100℃以下の温度条件で、ヒドロキシ基がアセトキシ基に変換することなく、すなわち、例えば感光性樹脂として利用する際に必要な現像基(ヒドロキシ基)が失活することなく、ポリヒドロキシイミドを製造することができる。
従って本発明によって得られたポリヒドロキシイミドは、イミド系樹脂の特徴である電気絶縁性、耐熱性、機械的強度及び電気特性に優れるだけだなく、感光性樹脂組成物として重要な感度及び解像度に優れた硬化膜を製造可能である、すなわち、高解像回路パターン形成が可能である硬化膜の製造への適用が可能となる。
したがって本発明のポリヒドロキシイミドは、薄膜トランジスタ(TFT)型液晶表示素子、有機EL素子等の各種ディスプレイにおける保護膜、平坦化膜、絶縁膜等の硬化膜を形成する材料として好適であり、特に、TFT型液晶素子の層間絶縁膜、カラーフィルタ、アレイ平坦化膜、反射型ディスプレイの反射膜下側の凹凸膜、有機EL素子の絶縁膜等を形成する材料としても好適である。
さらに、上述したとおり、本発明の製造方法によれば、ポリヒドロキシアミック酸からポリヒドロキシイミドを一段階で製造することができることから、従来法と比べて製造工程の簡略化、低コスト化の実現が期待でき、優れた工業的製造方法として利用可能である。

Claims (23)

  1. 式(1)
    Figure 0005549801
    (式中、Xは、4価の脂肪族基又は芳香族基を示し、
    Yは、少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基を示し、
    nは、1以上の整数を示す。)
    で表されるポリヒドロキシイミド前駆体に、少なくとも一種類のpKaが0乃至5であるカルボン酸である酸成分を添加し、50乃至100℃の温度に加熱することにより
    式(2)
    Figure 0005549801
    (式中、X、Y及びnは、前記と同じ意味を表す。)
    で表され、重量平均分子量が3,000乃至100,000であるポリイミドを得ることを特徴とする、ポリヒドロキシイミドの製造方法。
  2. 前記Yが、少なくとも1つのOH基で置換されたベンゼン環を含む有機基である、請求項1に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  3. 前記Yが、少なくとも1つのOH基で置換されたベンゼン環を2つ以上含む有機基である、請求項2に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  4. 前記Yが、式(3)乃至式(5)で表される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を含む、請求項3に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
    Figure 0005549801
    (式中、R1乃至R27は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基、スルホ基、Wで置換されていてもよいフェニル基、Wで置換されていてもよいナフチル基、Wで置換されていてもよいチエニル基又はWで置換されていてもよいフリル基を表し、
    Wは、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表し、
    1乃至Z6は、単結合、W1で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10のアルキレン基、−C(O)O−、−C(O)NH−、−O−、−S−、−S(O)2−又は−C(O)−を表し、
    1は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基又は炭素原子数1乃至10のアルコキシ基を表し、
    p乃至xは、1以上の整数を表し、かつ、2≧p+q≧1、2≧r+s+t≧1、2≧u+v+w+x≧1を表す。)
  5. 前記Z1乃至Z6が、単結合、−CH2−、−C(CH32−、−C(CF32−、−C(O)NH−、−O−、−S(O)2−又は−C(O)−を表す、請求項4に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  6. 前記カルボン酸が式(6)で表わされるカルボン酸である、請求項1乃至5のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
    Figure 0005549801
    (式中、R28乃至R30は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基、炭素原子数1乃至5のハロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、W2で置換されていてもよいフェニル基、W2で置換されていてもよいナフチル基、W2で置換されていてもよいチエニル基又はW2で置換されていてもよいフリル基を表し、
    2は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表す。)
  7. 前記式(6)で表わされるカルボン酸が、炭素原子数1乃至6の脂肪族カルボン酸である、請求項6に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  8. 前記式(6)中、R28乃至R30が水素原子、またはハロゲン原子を表す、請求項7に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  9. 前記式(6)で表わされるカルボン酸が酢酸又はトリフルオロ酢酸である、請求項8に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  10. 前記酸成分を前記式(1)で表されるポリヒドロキシイミド前駆体の質量に対して0.1乃至2倍量添加する、請求項1乃至9のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  11. 加熱温度が50乃至80℃である、請求項1乃至10のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  12. 式(7)
    Figure 0005549801
    (式中、Xは、4価の脂肪族基又は芳香族基を示し、
    Aは、少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基又は式(9)
    Figure 0005549801
    (式中、R31乃至R34は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基、スルホ基、W3で置換されていてもよいフェニル基、W3で置換されていてもよいナフチル基、W3で置換されていてもよいチエニル基又はW2で置換されていてもよいフリル基を表し、
    3は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表し、
    7乃至Z9は、それぞれ独立して、単結合、W4で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10のアルキレン基、−C(O)O−、−C(O)NH−、−O−、−S−、−S(O)2−又は−C(O)−を表し、並びに、
    4は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基又は炭素原子数1乃至10のアルコキシ基を表す。)で表される基を表す。)
    で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミド前駆体(但し、ポリヒドロキシイミド前駆体には、前記少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基を含む単位構造と、前記式(9)で表される基を含む単位構造とを含む。)に、少なくとも一種類のpKaが0乃至5であるカルボン酸である酸成分を添加し、50乃至100℃の温度に加熱することにより、式(8)
    Figure 0005549801
    (式中、X及びAは前記と同じ意味を表す。)
    で表され、重量平均分子量が3,000乃至100,000であるポリイミドを得ることを特徴とする、ポリヒドロキシイミドの製造方法。
  13. 前記Aにおける少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基が、少なくとも1つのOH基で置換されたベンゼン環を含む有機基である、請求項12に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  14. 前記Aにおける少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基が、少なくとも1つのOH基で置換されたベンゼン環を2つ以上含む有機基である、請求項13に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  15. 前記Aにおける少なくとも1つのOH基で置換された芳香族基を含む有機基が、下記式(3)乃至式(5)で表される構造から選ばれる少なくとも1種の構造を含む有機基である、請求項14に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
    Figure 0005549801
    (式中、R1乃至R27は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基、スルホ基、Wで置換されていてもよいフェニル基、Wで置換されていてもよいナフチル基、Wで置換されていてもよいチエニル基又はWで置換されていてもよいフリル基を表し、
    Wは、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表し、
    1乃至Z6は、単結合、W1で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10のアルキレン基、−C(O)O−、−C(O)NH−、−O−、−S−、−S(O)2−又は−C(O)−を表し、
    1は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基又は炭素原子数1乃至10のアルコキシ基を表し、
    p乃至xは、1以上の整数を表し、かつ、2≧p+q≧1、2≧r+s+t≧1、2≧u+v+w+x≧1を表す。)
  16. 前記Z1乃至Z6が、単結合、−CH2−、−C(CH32−、−C(CF32−、−C(O)NH−、−O−、−S(O)2−又は−C(O)−を表す、請求項15に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  17. 上記式(9)中、R31乃至R34がメチル基を表し、Z7が−O−を表し、Z8乃至Z9がプロピレン基を表す、請求項12乃至16のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  18. 前記カルボン酸が式(6)で表されるカルボン酸である、請求項12乃至17のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
    Figure 0005549801
    (式中、R28乃至R30は、それぞれ独立して、水素原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基、炭素原子数1乃至5のハロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、W2で置換されていてもよいフェニル基、W2で置換されていてもよいナフチル基、W2で置換されていてもよいチエニル基又はW2で置換されていてもよいフリル基を表し、
    2は、炭素原子数1乃至10のアルキル基、炭素原子数1乃至10のハロアルキル基、炭素原子数1乃至10のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、ホルミル基、シアノ基、カルボキシル基、ホスホ基又はスルホ基を表す。)
  19. 前記式(6)で表わされるカルボン酸が、炭素原子数1乃至6の脂肪族カルボン酸である、請求項18に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  20. 前記式(6)中、R28乃至R30が水素原子、またはハロゲン原子を表す、請求項19に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  21. 前記式(6)で表わされるカルボン酸が酢酸又はトリフルオロ酢酸である、請求項20に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  22. 前記酸成分を前記式(7)で表される単位構造を有するポリヒドロキシイミド前駆体の質量に対して0.1乃至2倍量添加する、請求項12乃至21のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
  23. 加熱温度が50乃至80℃である、請求項12乃至22のうち何れか一項に記載のポリヒドロキシイミドの製造方法。
JP2009546248A 2007-12-14 2008-12-12 ポリヒドロキシイミドの製造方法並びに該製造方法より得られたポリヒドロキシイミドを含有するポジ型感光性樹脂組成物 Active JP5549801B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009546248A JP5549801B2 (ja) 2007-12-14 2008-12-12 ポリヒドロキシイミドの製造方法並びに該製造方法より得られたポリヒドロキシイミドを含有するポジ型感光性樹脂組成物

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007323639 2007-12-14
JP2007323639 2007-12-14
JP2008254178 2008-09-30
JP2008254178 2008-09-30
PCT/JP2008/072693 WO2009078365A1 (ja) 2007-12-14 2008-12-12 ポリヒドロキシイミドの製造方法並びに該製造方法より得られたポリヒドロキシイミドを含有するポジ型感光性樹脂組成物
JP2009546248A JP5549801B2 (ja) 2007-12-14 2008-12-12 ポリヒドロキシイミドの製造方法並びに該製造方法より得られたポリヒドロキシイミドを含有するポジ型感光性樹脂組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2009078365A1 JPWO2009078365A1 (ja) 2011-04-28
JP5549801B2 true JP5549801B2 (ja) 2014-07-16

Family

ID=40795481

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009546248A Active JP5549801B2 (ja) 2007-12-14 2008-12-12 ポリヒドロキシイミドの製造方法並びに該製造方法より得られたポリヒドロキシイミドを含有するポジ型感光性樹脂組成物

Country Status (5)

Country Link
US (2) US20100304291A1 (ja)
JP (1) JP5549801B2 (ja)
KR (1) KR101588364B1 (ja)
TW (1) TWI458753B (ja)
WO (1) WO2009078365A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100304291A1 (en) 2007-12-14 2010-12-02 Kazuya Ebara Production method of polyhydroxyimide and positive photosensitive resin composition containing polyhydroxyimide obtained by the production method
WO2010131442A1 (ja) * 2009-05-12 2010-11-18 株式会社カネカ ポリアミド酸溶液の製造方法及びポリイミドフィルム
CN102786825B (zh) * 2011-05-19 2016-06-01 三星电子株式会社 有机钝化层组合物及含有机钝化层的晶体管和电子器件
KR101362518B1 (ko) * 2012-01-13 2014-02-14 주식회사 엘지화학 전자소자용 절연재
JP5825652B2 (ja) * 2012-01-13 2015-12-02 エルジー・ケム・リミテッド 電子素子用絶縁材
WO2014046062A1 (ja) * 2012-09-18 2014-03-27 旭化成イーマテリアルズ株式会社 感光性樹脂組成物
EP2902847B1 (en) * 2012-09-25 2019-05-08 Toray Industries, Inc. Positive photosensitive resin composition, and method for producing semiconductor device containing a cured film using said composition
TWI615422B (zh) * 2012-09-25 2018-02-21 Toray Industries 樹脂組成物、硬化膜、積層薄膜及半導體裝置之製造方法
KR20190009002A (ko) * 2012-12-20 2019-01-25 도레이 카부시키가이샤 감광성 수지 조성물, 내열성 수지막의 제조 방법 및 표시 장치
JP2017025163A (ja) * 2015-07-17 2017-02-02 Jnc株式会社 樹脂溶液組成物およびポリイミドフィルム
CN114058304B (zh) * 2015-12-10 2024-04-05 Ppg工业俄亥俄公司 胺化酰亚胺组合物
JP7145126B2 (ja) * 2018-08-01 2022-09-30 信越化学工業株式会社 ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド構造を含む重合体、感光性樹脂組成物、パターン形成方法、感光性ドライフィルム及び電気・電子部品保護用皮膜
JP7154184B2 (ja) * 2019-04-15 2022-10-17 信越化学工業株式会社 ポジ型感光性樹脂組成物、パターン形成方法、硬化被膜形成方法、層間絶縁膜、表面保護膜、及び電子部品
CN115960352A (zh) * 2022-12-29 2023-04-14 深圳市道尔顿电子材料有限公司 一种光敏聚酰亚胺前体树脂及其制备方法和感光树脂组合物

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000505119A (ja) * 1995-08-04 2000-04-25 ナショナル エアロノーティクス アンド スペース アドミンストレーション 突出したフェニルエチニル基を含むイミドオリゴマーとコオリゴマー、及びそれら由来のポリマー
JP2005173027A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Kyocera Chemical Corp ポジ型感光性樹脂組成物及びその硬化物

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02151629A (ja) 1988-12-05 1990-06-11 Mitsui Toatsu Chem Inc 芳香族ポリイミドの製造方法
US5114826A (en) * 1989-12-28 1992-05-19 Ibm Corporation Photosensitive polyimide compositions
WO2000014604A1 (fr) * 1998-09-09 2000-03-16 Toray Industries, Inc. Composition-precurseur de resine photosensible positive et procede de fabrication correspondant
WO2001040873A1 (fr) * 1999-11-30 2001-06-07 Nissan Chemical Industries, Ltd. Composition de resine de polyimide photosensible de type positif
US6244764B1 (en) 2000-01-21 2001-06-12 Robotic Vision Systems, Inc. Method for data matrix print quality verification
JP2001220443A (ja) * 2000-02-08 2001-08-14 Sumitomo Bakelite Co Ltd ポリベンゾオキサゾール前駆体樹脂及びそれを用いた感光性樹脂組成物
JP2002212287A (ja) 2001-01-22 2002-07-31 Hitachi Cable Ltd ポリイミドの製造方法
KR100905682B1 (ko) * 2001-09-26 2009-07-03 닛산 가가쿠 고교 가부시키 가이샤 포지티브형 감광성 폴리이미드 수지 조성물
JPWO2004050352A1 (ja) * 2002-12-05 2006-03-30 株式会社カネカ 積層体、プリント配線板およびそれらの製造方法
KR100782437B1 (ko) * 2005-12-30 2007-12-05 제일모직주식회사 액정 배향제
JP5077526B2 (ja) * 2006-09-21 2012-11-21 日産化学工業株式会社 末端に不飽和基を有する化合物を含有するポジ型感光性樹脂組成物
JP5382346B2 (ja) * 2007-06-15 2014-01-08 日産化学工業株式会社 熱硬化膜形成用樹脂組成物
US20100304291A1 (en) 2007-12-14 2010-12-02 Kazuya Ebara Production method of polyhydroxyimide and positive photosensitive resin composition containing polyhydroxyimide obtained by the production method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000505119A (ja) * 1995-08-04 2000-04-25 ナショナル エアロノーティクス アンド スペース アドミンストレーション 突出したフェニルエチニル基を含むイミドオリゴマーとコオリゴマー、及びそれら由来のポリマー
JP2005173027A (ja) * 2003-12-09 2005-06-30 Kyocera Chemical Corp ポジ型感光性樹脂組成物及びその硬化物

Also Published As

Publication number Publication date
TW200946561A (en) 2009-11-16
KR101588364B1 (ko) 2016-01-25
WO2009078365A1 (ja) 2009-06-25
US8796393B2 (en) 2014-08-05
JPWO2009078365A1 (ja) 2011-04-28
US20100304291A1 (en) 2010-12-02
US20130131282A1 (en) 2013-05-23
TWI458753B (zh) 2014-11-01
KR20100102656A (ko) 2010-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5549801B2 (ja) ポリヒドロキシイミドの製造方法並びに該製造方法より得られたポリヒドロキシイミドを含有するポジ型感光性樹脂組成物
JP5477527B2 (ja) 末端官能基含有ポリイミドを含むポジ型感光性樹脂組成物
JP5593548B2 (ja) ポリイミド系重合体とこれらの共重合体、並びにこれを含むポジ型感光性樹脂組成物
JP5796712B2 (ja) ポリヒドロキシイミドの製造方法
US20040197699A1 (en) Positive photosensitive polyimide resin composition
KR20180055875A (ko) 감광성 수지 조성물 및 경화 릴리프 패턴의 제조 방법
JP5435227B2 (ja) ポジ型感光性樹脂組成物及びその硬化膜並びに表示素子
WO2007145249A1 (ja) 環構造を持つ高分子化合物を含有するポジ型感光性樹脂組成物
CN111522201B (zh) 一种正型感光性树脂组合物及其制备的固化膜与电子元件
JP5263523B2 (ja) ポリヒドロキシウレア樹脂含有ポジ型感光性樹脂組成物
JP4525937B2 (ja) ポジ型感光性樹脂組成物
JP5054158B2 (ja) ポジティブ型感光性組成物
JP2006070096A (ja) イミド基含有ジアミン、該イミド基含有ポリイミド前駆体、該前駆体を含有してなるポジ型感光性樹脂組成物、ポジ型パターンの製造方法及び電子部品
JP2008280261A (ja) ヒドロキシアミド基を有するポリイミド、その前駆体、これらを用いた感光性樹脂組成物、およびこれらの硬化物
JP4450136B2 (ja) ポジ型感光性ポリイミド樹脂組成物
WO2023080007A1 (ja) ポリイミドの製造方法、ポリイミド、ポリイミド樹脂組成物およびその硬化物
CN112876679A (zh) 一种正型感光性聚酰胺类化合物及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111209

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131002

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140423

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140506

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5549801

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350